JPH04112901A - エアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエアモータに関する。詳しくは、回転速度を一
定にコントロールするカバナーｍ楕を内蔵したエアモー
タに関する。

［従来の技術］ 圧縮エアを供給して回転動力を得るエアモータが広く利
用されている。

例えば、第３図に示す如く、塗料槽１の塗料を撹拌１１
１２で常時撹拌する場合、塗料液中から有機溶剤が泉発
するので防爆対策を講じなければならない。ここに、撹
拌１１！２の駆動源にエアモータ１０を用いれば、電動
機を用いた場合に比較して、防爆対策を不要とすること
ができる。

ところで、エアモータ１０は、−一定圧力の圧縮エアを
供給して運転するものであるから、負荷変動によって回
転速度か変化するという特性を有する。

したがって、上記撹拌機２の駆動源として用いる場合を
考えると、塗装槽１内の塗料液が基準しベルＮＬから高
レベルＨＬＩＩに変化した場合にはエアモータ１０の回
転速度か低速となり撹拌不足となる。一方、低レベルＬ
Ｌ側に変化すると回転速度が高速となるので、塗料液か
泡立ったり飛び散るという弊害が生じる。

そこで、従来はコントロールバルブ方式あるいはカバナ
一方式の回転速度制御手段を設けて、回転速度を一定に
保持するように制御している。

すなわち、コントロールバルブ方式は、第３図に示すよ
うに空気源３とエアモータ１０とを連結する配管４に流
量調整弁８を介装し、この流量調整弁８の開度をエアモ
ータ１０の回転速度の増減によって調整する方式である
（実開平２−４８１７０号公報参照）。一方、カバナ一
方式は、模式的に現わした第４図に示す如く、重り５ド
リンク５２Ａ、５２Ｂからなるカバナー機横５０の一端
をエアモータ１０の駆動軸２１に連結し、他端に弁棒７
を介して弁体６を取付けな構成である。

したがって、駆動軸２１の回転速度が増減すると、カバ
ナー機構５０が作動し、弁体６かエア供給口５の開度を
調整し、ブレード３１への供給エア量を減増するから、
回転速度を一定に保持できる。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、コントロールバルブ方式では、駆動軸２
１（撹拌８１２のシャフト）の回転速度を検出しかつ必
要によって増幅した電気的速度検出信号で流量調節弁８
を駆動制御しなければならないから、配線・配管か必要
となることはもとより、防爆対策のためにエアモータ１
０を採用するという趣旨に反して電気的スパークが生じ
る不都合が残る。

一方、カバナ一方式は、エアモータ１０内に内蔵された
機械的要素からなり、電気的要素かないのでコントロー
ルバルブ方式における発火問題を−ｔｉできる。しかし
、その構成上、エア供給口５は静止体となりかつ弁体６
、弁棒７を回転体とせざるを得ないことから、両者５．
６．７間の偏心問題を解消するためにその偏心調整作業
か煩わしく、またコスト高を招く。さらに、カバナーｍ
楕５０の小型化のために弁体６のストローク（第４回で
左右方向の移動量）が小さくなるため、゛弁体６の外径
りを比較的大きくする必要かある。

したがって、圧縮エア流量の微調整か困難となる。特に
、弁体６がエア供給口５を解放し始める時点における流
量立上りが激しく、ショックが大きい。

ここに、本発明の目的は、微調整か容易で円滑かつ安定
したエア流量自動調整のもとに回転速度を一定にコント
ロールできるエアモータを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ブレードを有する回転軸に相対回転不能かつ
軸方向に移動可能に被嵌されたスライダと、回転軸の回
転によって作動しかつスライドを回転速度によって軸方
向に進退動させるように連結されたガバナー８！禍とを
設け、回転軸内に圧縮エアをブレードに給送するエア流
路を形成するとともに、回転軸にこのエア流路と軸外と
を連通するだめの径方向に貫通する給気口を設け、かつ
スライダにこの給気口に圧縮エアを供給するためのエア
供給口を設け、回転軸の回転速度に応じてエア供給口と
給気口との軸方向相対位置を自動調整して回転速度を一
定りこ保持できるように構成したことを特徴とする。

［作用コ 本発明では、エア供給口と給気口との相対位置を、基準
負荷において基準回転速度を保持するために必要十分な
圧縮エアを供給できるように設定しておく、すなわち、
基準回転速度では、スライダが不動となり、エア供給口
から給気口・エア流路を通してブレードに給送される圧
縮エア量か一定となるようにスライダの軸方向位置を決
定しておく。

ここで、回転軸の回転速度が増大（減少）した場合には
、カバナー機構がスライダを軸方向に退勤（進動）させ
る。すると、エア供給口と給気口との軸方向相対位置、
つまりエア供給口に対する給気口の有効開口面積が小さ
く（大きく）変化する。したかってエア供給口から給気
口へ供給される圧縮エア量か減少（増大）するから、回
転速度を減速（加速）することかできる、つまり、回転
軸の回転速度を負荷の変動に拘らず圧縮エアの供給量を
自動調整して一定に保持することかできる。

ここに、カバナー機構およびスライダ（エア供給口）は
、回転軸とともに同期回転する回転体であるから、エア
供給口と給気口との有効開口面積を所望のカーブに基づ
きスムースに自動調整できる。

［実施例１ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は側断面図である。

本エアモータ１０は、大別して本体１１．ゲージング１
８１回転軸２１、ブレード３１とからなり、スライダ４
０とカバナーｍ横５０とから形成された回転速度制御手
段が内蔵され、かつ基準回転速度の設定作業便宜のため
に基準回転速度設定手段６０を付設した構成とされてい
る。なお、本エアモータ１０は、前出第３図で説明した
塗料槽１に設けた撹拌１！２を回転駆動するものとして
用いる場合を示す。

ます、エアモータ１０の基本構造を説明する。

第１図おいて、本体１１は、円環体１２とともにブレー
ド３１の回転室Ｒを形成し、ボルトにより分解・組立か
できる。また、この本体１１には空気室Ｓを形成するケ
ーシング１８が一体的に設けられている。

２１は回転軸で、ベアリング１６Ａ、１６Ｂを介して軸
方向（第１図で左右方向）に変位不能かつ回転可能とし
て本体１１に装着されている。回転軸２１の中央にはブ
レード３１が固着され、右側突出端にはキー２７で撹拌
機２が連結されている。また、左側端にはスライダ４０
と保持体４１とが装着されている。

ここに、回転軸２１は中空丸軸材からなる、すなわち、
回転軸２１内に圧縮エアをブレード３１に給送するため
のエア流＆＠２３を形成している。

このエア流路２３は径方向に貫通させた給気口２５を介
し軸外（空気室Ｓ）に連通可能とされ、かつ送気口２３
Ａ、２３Ａを通してブレード３１へ圧縮エアを吹付ける
ためのノズル１３に連通される。このため、本体１１に
は、各送気口２３Ａに対応させた位置で全周的に設けら
れなチャンバー１５とノズル１３とを結ぶ流路１４とか
設けられている。つまり、圧縮エアは給気口２５から回
転軸２１　（２３）内を通りブレード３１に供給される
。なお、作動後のエアは排気口１７から排出される。

次に、スライダ４０は、空気室Ｓと給気口２５とを連通
させるエア供給口４５を有する円筒体から形成され、回
転軸２１に軸方向に移動可能でかつ相対回転不能に装着
され、軸方向移動量によって給気口２５とエア供給口４
５との有効開口面積を調整する機能を有する。このスラ
イダ４０を軸方向に移動させるものとしてカバナーｒＩ
！ｉ楕５０が導入されている。カバナー機横５０は、重
り５１と一対のリンクパー５２Ａ、５２Ｂとからなるに
の実施例では、カバナー機構５０とスライダ４０との協
働により正確で円滑な自動流量調整を行いかつエアモー
タの小型化を達成するために、これら４０．５０と本体
１１および回転軸２１との連結は、一体的かつ有機的に
横築され、かつ構造簡素化か図られている。

すなわち、回転軸２１の図で左端には、回転軸２１と同
期回転可能かつ軸方向に移動可能にキー２６で結合され
た円筒状保持体４１か装着され、さらに、この保持体４
１は外筒４８にベアリング１６Ｃを介して回転可能に保
持され、かつリテーナ４８Ｂ、４８Ｃを介して外筒４８
とともに軸方向に変位可能に装着されている。そして、
この外筒４８は、’ｒ−４１Ｂを介しケーシング１８に
軸方向に変位可能でかつ回転不能に装着されている６し
たがって、外筒４８を静止状態とするならば、保持体４
１は回転軸２１上の所定位置において回転軸２１と同期
回転することになる。

そして、カバナー＊Ｓ５Ｏの一方リンクパー５２Ａの一
端をピン５３で保持体４１の突出部４１Ａに回転支持し
、他方リンクパー５２Ｂの一端をピン５４でスライダ４
０の突出部４０Ａに回転支持している。また、保持体４
１とスライダ４０との間には、バネ４６が介装されてい
る。

したかって、回転軸２１が停止状態では、スライダ４０
はバネ４６の付勢力によって、回転軸２１に固定状態の
保持体４１を位置基準にして、右方向に押出される。押
出し量は、第１図に実線で示すように直線状態にある両
リンクパー５２Ａ。

５２Ｂで拘束される。この際、スライダ４０のエア供給
口４５は、回転軸２１の給気口２５との有効開口面積が
第１図および第２図（Ｅ）に示す如く最大となるような
位１にある。かかる条件のもとに回転軸２１を回転させ
れば、回転速度の増大に伴って、カバナーｍ椙５０は２
点鎖線で示すように重り５１が外側に付勢されるから、
スライダ４０は矢印Ｘ方向に移動し給気口２５の有効開
口面積を小さくするように働く、つまり、ブレード３１
への圧縮エアーの供給量を絞ることができる。

なお、以下の説明において、スライダ４０が右方向に移
動する場合を“進動”といい、左方向に移動する場合を
“退勤”というものとする。

ここに、本実施例では、第２図（Ｃ）に示すように、基
準負荷において給気口２５の有効開口面積か最大値の１
／２となるように、スライダ４０の位置を決めている。

したがって、撹拌機２の負荷が基準負荷より増大し、回
転軸２１の回転速度が低下すれば、スライダ４０はカバ
ナーＩＩ横５０の作動により給気口２５の有効開口面積
を１／２最大値よりも大きくするように進動〔第２図（
Ｄ）（Ｅ）〕され、基準負荷より減少すれは１　、／　
２最大値よりも小さくするように退勤〔第２図（Ｂ）（
Ａ）〕される。

なお、スラタイ４０を回転軸２１に軸方向変位可能かつ
相対回転不能にキー結合するように構成してもよい。ま
た、エア供給口４５および給気口２５の大きさ、形状、
数は、圧縮エアーの圧力流量調整カーブ、モータ容量等
に照らし、適宜に選択することができる。

さらに、この実施例ではカバナーｍ横５０．スライタ４
０等の構造を改変せずに基準回転速度の設定変更乃至圧
縮エアーの流量調整領域変更の微調整を容易とするため
に、位置基準たる保持体４１の回転軸２１に対する絶対
位１を、微調整可能とする基準回転速度設定手段６０を
設けているのである。

この手段６０は、本体１１（ケーシング１８）の一部を
形成する蓋材１９の雌ネジ１９Ａに螺合する雄ネジ６２
Ａを有するネジ部材６２からなり、その先端部６１は保
持体４８に一体的にネジ止めされた円板４８Ａと相対回
転可能かつ軸方向変位不能に連結されている。また、外
部端にはハンドルを着脱する係合部６３か設けられてい
る。

したかって、ネジ部材６２を回動させれば、保持体４１
の回転軸２１に対する位置を軸方向に微調整できる。つ
まり、給気口２５に対するエア供給口４５の位置を微調
整できる。

次に、作用を説明する。

第１図に示す停止状態において、一定圧力の圧縮エアを
ゲージング１８の供給開口１８Ａがら空気室Ｓ内に供給
する。

すると、圧縮エアは、スライダ４０のエア供給口４５１
回転軸２１の給気口２５．エア流路２３等を通しノズル
１３へ送給される。

したかって、回転軸２１は迅速に立上がり、回転速度が
増大する。この際、ガバナー機構５０は、回転速度の増
大に伴って、第１図で２点鎖線で示す方向に働き、スラ
イダ４０をバネ４６の付勢力に抗して退勤させる。すな
わち、スライダ４０は第１図に示す状態〔第２図（Ｅ）
〕から第２図（Ｄ）に示すように左方向に移動するので
、給気口２５の有効開口面積を縮小する。この有効開口
面積は、第２図（Ｃ）に示すように回転軸２１か基準回
転速度に達したときに、１７／２最大値となる。もとよ
り、保持体４１．カバナーｍ横５０スライダ４０は、回
転軸２１と同期回転している。

なお、この初期運転に際しては、撹拌１！２の負荷つま
り塗装槽１内の塗料液レベルに照らし、基準回転速度設
定手段６０を操作して給気口２５の有効開口面積をやや
絞り一層のソフトスタートをすることかできる。

次に、ある負荷状態において基準回転速度で安定運転し
ていたところ、負荷変動が起ると、負荷増大（回転速度
低下）に対してはカバナー機構５０かスライダ４０を第
２図（Ｂ）、（Ａ）に示すように退勤させ、負荷減少に
対してはスライダ４０を第２図（Ｄ）に示すように進動
させて、給気口２５の有効開口面積を増減する。したが
って、ブレード３１への圧縮エアの供給量か自動調整さ
れ負荷変動に拘わらす回転軸２１の回転速度を一定に保
つことかできる。

なお、基準負荷における基準回転速度は、手段６０によ
ってｍｓ整することかできる。

しかして、この実施例によれは、エア供給口４５を有す
るスライダ４０を回転軸２１に相対回転不能かつ軸方向
に移動可能に装着する、とともにこのスライダ４０をカ
バナー機Ｗ４５０で進退勤させて給気口２５の有効開口
面積を増減調整しつつ回転軸２１内のエア流路２３を通
してブレード３１への圧縮エア量を自動調整する構成で
あるから、負荷変動に拘らず回転軸２１を基準回転速度
に円滑かつ安定して保持できる。

また、圧縮エア量を直接調整するためのエア供給口４５
と給気口２５と力板同期回転する回転軸２１とスライダ
４０とに対応配設されているので、一方か静止体で他方
か回転体となる従来ガバナー方式による組立・調整か繁
雑で立上り特性が激しく流量微調整か困難という問題点
を一掃でき、取扱が容易てスムースな回転速度制御かで
きる。また、偏心問題を解決するための部品の高精度加
工が必要なくなりコスト低減も図れる。

また、エア供給口４５と給気口２５との軸方向相対移動
によって圧縮エア量の増減を自動調整する構成であるか
ら、それらの形状を適宜とすることにより、所望の負荷
一回転速度特性カーブを任意に決められる、とともにそ
ｈらの数や大きさを適宜とすることにより、どのような
モータ容量にも適用することができる。

また、ブレード３１へ圧縮エアを送るエア流路２３か、
回転軸２１内に設けられているので、内部配管等を一掃
でき全体の小型化か図れる。

さらに、基準回転速度設定手段６０が設けられているの
で、基準回転速度を容易かつ正確に設定できる、ととも
に初期立上運転のスフトスタートにも利用できる。

さらにまた、塗装槽１内撹拌１１２の駆動源として用い
ると、塗料液のレベル変動かあっても泡立ちや飛散を防
止しつつ安定した撹拌を連続して行なえる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、エア供給口を有するスラ
イダを回転軸に相対回転不能かつ軸方向変位可能に被嵌
し、このスライダをカバナーｉ横によって進退勤させて
給気口の有効開口面積を自動調整し、回転軸内のエア流
路を通してブレードに給送する圧縮エア量を自動増減さ
せる構成であるから、負荷の変動かあっても回転速度を
迅速に一定に保持でき、起動時も円滑に立上げられる６
また、エア供給口と給気口とはともに同期回転する回転
体に設けられているので、偏心問題もなく加工・組立か
容易でありかつ全体を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は動
作説明をするための図、第３図、第４図は従来エアモー
タの回転速度制御手段を示す図で第３図はコントロール
バルブ方式および第４図はカバナ一方式の場合である。 １・・・塗料槽、 ２・・・撹拌機、 １０・・・エアモータ、 １１・・・本体、 １８・・・ケーシング、 ２１・・・回転軸、 ２３・・・エア流路、 ２５・・・給気口、 ３１・・・ブレード、 ４０・・・スライダ、 １・・・保持体、 ５・・・エア供給口、 ６・・・バネ、 ８・・・外筒、 ０・・・カバナー機構、 １・・・重り、 ２Ａ、５２Ｂ・・・リンクパー ０・・・基準回転速゛度設定手段、 ２・・・ネジ部材。 出願人　トリニティエ章株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブレードを有する回転軸に相対回転不能かつ軸方
   向に移動可能に被嵌されたスライダと、回転軸の回転に
   よって作動しかつスライドを回転速度によって軸方向に
   進退動させるように連結されたガバナー機構とを設け、 回転軸内に圧縮エアをブレードに給送するエア流路を形
   成するとともに、回転軸にこのエア流路と軸外とを連通
   するための径方向に貫通する給気口を設けかつスライダ
   にこの給気口に圧縮エアを供給するためのエア供給口を
   設け、 回転軸の回転速度に応じてエア供給口と給気口との軸方
   向相対位置を変化させて回転速度を一定に保持できるよ
   うに構成したことを特徴とするエアモータ。